本发明属于单个电池制造领域，具体涉及一种电池焊接方法。
背景技术：
1、大型圆柱动力锂离子电池广泛应用于电动汽车、储电站、电动自行车等各种产品中。在现有技术中，电池一般包括电池壳体、电池顶盖、全极耳电芯、负极集流盘和正极集流盘，电池壳体包括电池底盖和筒体，电芯、负极集流盘和正极集流盘设置在电池壳体内，电芯的负极耳与负极集流盘焊接连接，电芯的正极耳与正极集流盘焊接连接。在电池壳体的材料不同时，电池底盖与不同的集流盘焊接焊接，例如，在电池壳体为铝壳时，电池底盖与正极集流盘焊接连接；在电池壳体为钢壳时，电池底盖与负极集流盘焊接连接。
2、中国实用新型专利cn218632366u对上述技术进行了改进，具体公开了一种电池，将电池的负极耳与盖板直接焊接连接，省去了集流盘，然而它的说明书第[0036]段提到，“当第一极耳和第一极盖板的焊接方式为电阻焊时，第一焊接电极连接第一极耳，第二焊接电极连接第一极盖板，通过第一焊接电极和第二焊接电极压紧第一极耳和第一极盖板，对第一极耳和第一极盖板进行焊接。当第一极耳和第一极盖板通过扭矩焊方式焊接时，可以通过超声波扭矩焊设备带动第一极耳相对于第一极盖板高频振动摩擦，实现焊接。”其中所用到的焊接电极或超声波焊头都要伸进盖板与电芯之间的狭小空间，不得不做得较细或较薄，大批量生产时很容易损坏，很不方便。
3、中国实用新型专利cn213483820u公开了圆柱型负极无极耳锂离子电池，所述锂离子电池的外壳是金属，且其侧壁与底部为一体冲压而成，所述外壳的壳体内底面具有凸起；所述锂离子电池中卷芯的负极片的铜箔末端留白形成负极空铜箔，所述负极空铜箔被拍平制成全极耳结构中的无极耳形式，并通过机械接触的方式放置在所述外壳底部的凸起上紧密连接。该凸起部与电芯负极只是机械接触，没有焊接连接，其负载电流的能力较小。
4、中国实用新型专利cn 220895646u公开了一种圆柱形铝壳电池，包括壳体、卷芯、正极汇流盘、负极盖板组件；所述壳体为单通壳体，单通壳体的底部设置正极汇流盘，负极盖板组件设置在单通壳体的顶部；正极汇流盘与单通壳体的壳底圆形凸起进行穿透焊接；正极电通过正极汇流盘、壳体引到负极铝盖板侧，实现正负极电在同方向同侧便于进行外部模组或系统的汇流排设计和焊接；所述壳体的底部中心设有向壳体开口侧冲压形成且压薄的圆形凸起，圆形凸起压薄的作用是保证焊接区域的厚度与正极汇流盘厚度相近，保证穿透焊接合格率。然而，其焊接仅限于底部中心的小圆形凸起内，使得焊接面积较小，焊接热量不会因引起底部变形，也不会因底部变形导致焊接良率下降；同样是因为焊接面积较小，尽管已是焊接连接，电流负载能力仍不理想。
5、业内技术人员为了既提高焊接良率又提高电流负载能力，尝试过将电芯极耳与壳体底部直接大面积焊接的多种方式，都以失败告终。比如把底部做的较厚，强度大不变形，但穿透激光焊接时不得不增大功率，有焊穿极耳的风险；若把底部做的较薄，用较小功率焊接降低了焊穿极耳的风险，但底部易变形，与极耳接触不良，会导致虚焊，良率较低。
技术实现思路
1、为克服以上缺点，本发明提供一种焊接方法，能较好地解决上述焊接良率较低、电流负载能力低以及盖板强度与焊接效果的平衡问题。
2、一种电池焊接方法，也就是将电池壳体与壳体内容纳的电芯通过激光穿透焊直接固定在一起，包括以下步骤：
3、s1，将电池壳体的底盖进行预处理，使底盖的局部向内凸出并减小厚度，形成焊接部；
4、s2，将电芯装载于步骤s1处理后的电池壳体内，电芯端部与电池底盖的焊接部接触抵紧；
5、s3，激光束从壳体外部照射在底盖焊接部背面，并按预设轨迹在焊接部区域移动；
6、所述壳体包括底盖和筒体，所述底盖经步骤s1预处理后形成平板部和至少两个向内凸出于平板部的焊接部，各焊接部间绕底盖中心对称均匀分布，焊接部上端面为焊接面。
7、所述穿透焊所用激光束为连续的或脉冲的，一般情况下激光束直径0.1-0.5mm，功率300-1000w，脉冲频率为1-100hz。激光束应垂直照射，激光束与受光面夹角至少大于85°。激光束发热效率很高，照射到金属表面使金属瞬间升温，温度可达500-2000℃，熔化金属宽度为激光束直径的0.8-2.0倍。激光束按一定轨迹移动，移动速度影响熔化深度和宽度，生产现场根据实际情况调整，优选移动速度为50-500mm/s，焊接完成后电芯端部金属熔化深度与宽度比为0.1-2.0，所述移动轨迹可以是s形、z形、螺旋形、直线形等。
8、焊接时，激光束照射处的金属与抵接的电芯端部金属均熔化并相互融合，激光束移开后降温凝固，盖板与电芯端部焊接固定在一起，所述电芯的端部为正极或负极箔材经揉平或拍平后形成的全极耳结构。
9、所述步骤s1将电池壳体的底盖进行处理，形成至少两个向内凸出的焊接部，各焊接部间绕底盖中心对称均匀分布，而且厚度减小，同时保持平板部具有较大的厚度，这样，多个焊接部均匀分布、厚度减小、平板部厚度较大三因素共同起作用，使得激光焊接时底盖不变形不虚焊、极耳不易焊穿，良率较高，焊接面积大，所得焊接面负载电流能力较强。
10、优选地，所述步骤s1预处理形成至的焊接面均包括直线段和/或弧线段，直线段沿径向延伸，弧线段位于直线段靠近底盖中心的一端，以增大靠近中心处的焊接面积。电池充放电时，圆柱电芯靠近中心轴线的部分容易热量积聚，温度过高导致电解液分解，进而增大电池内阻，降低电池性能。增大靠近中心处的焊接面积以后，圆柱电芯中心部分的热量更容易通过焊接部传导到电池外部，从而避免温度过高，进而减缓电池性能衰减。
11、进一步优选地，所述步骤s1预处理还形成向内凸出于平板部的加强部，加强部的上端面低于焊接面或与焊接面齐平，加强部的下端面高于平板部的下板面；这样，进一步提高底盖的结构强度确保焊接时底盖受热不变形，或者减小平板部厚度节省材料但不降低结构强度。
12、更进一步地优选，所述加强部为至少两个弧形加强筋，且各弧形加强筋间隔均布在以电池底盖中心为圆心的同一圆周上，各焊接部的一端和各弧形加强筋在同一圆周上交错布置，这样底盖结构强度比较均匀。这样，多个焊接部均匀分布、厚度减小、平板部厚度较大、加强部交错分布四因素共同起作用，进一步保证激光焊接时底盖不变形不虚焊、极耳不焊穿，良率较高，焊接面积大，所得焊接面负载电流能力较强。
13、在激光焊接时需要将底盖与电芯接触抵紧，为了使得定位针抵紧力均匀分散在底盖上又不干涉激光束，也为了方便照相机定位焊接部位置，所述步骤s1预处理还形成位于焊接部旁侧用于定位焊接部的参照部，参照部向内凸出于平板部，且参照部的上端面低于焊接部的上端面。
14、值得注意的是，预处理还增加了焊接部的背面粗糙度，以减少激光反射，提高能量利用率，一般理解粗糙度越高光吸收率越高，有利于焊接，但发明人实际验证发现粗糙度只有在某一较小区域时焊接良率较高，具体优选为ra在4-9μm，rz在6-15μm。
15、为了提高电池安全性，所述步骤s1预处理还可以在底盖平板部上形成防爆刻痕，防爆刻痕的形状为至少2/3个圆，所有焊接面均位于防爆刻痕所在圆的内侧。这样，当电池内压增大还没达到很大时，刻痕处率先破裂释放压力，从而避免电池爆炸。同样的道理，还可以在电池底盖的中心处设置防爆部。
16、为了提高生产效率和加工精度，还可以把所述步骤s1的预处理融合在底盖制造过程中，也就是说，在由片状金属冲压成型，或者由胚料金属冷挤压加工成型，或者由胚料金属冷挤压后再经过冲压加工成型制造底盖时，同时将预处理步骤完成，成型后的电池底盖除具有平板部和焊接部外，还具可以有加强部、参照部、防爆刻痕中的一种或多种。
17、进一步地，底盖可以加工成圆形或正多边形，筒体与底盖匹配为圆柱形或正多棱柱形。
18、本发明的有益效果为：
19、本发明将较厚的平板部、较薄的焊接部、交错分布的加强部综合应用，采用激光穿透焊的方式，将面积较大、均匀分布的焊接部与电芯直接焊接固定，获得了较高的焊接良率，同时保证了较高的电流负载能力；与此同时，省去集流盘降低了成本，还将两次焊接减为一次焊接，节省了工艺流程；另外，本发明焊接从电池底盖外部进行，避免焊点火花飞屑留存在电池内部，减少电池安全隐患。
1.一种电池焊接方法，其特征在于，将电池壳体与壳体内容纳的电芯通过激光穿透焊直接固定在一起，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述步骤s3中激光束为连续的或脉冲的，激光束直径0.1-0.5mm，功率300-1000w，脉冲频率为1-100hz。
3.根据权利要求2所述的焊接方法，其特征在于，所述步骤s3中激光束照射使金属升温，温度达到500-2000℃，金属熔化宽度为激光束直径的0.8-2.0倍，焊接完成后电芯端部金属熔化深度与宽度比为0.1-2.0。
4.根据权利要求3所述的焊接方法，其特征在于，所述步骤s3中激光束移动速度为50-500mm/s，所述预设轨迹可以是s形、z形、螺旋形、直线形中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述步骤s1中预处理为冷挤压、冲压、铣削中的一种或多种组合。
6.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述焊接面均包括直线段和/或弧线段，直线段沿径向延伸，弧线段位于直线段靠近底盖中心的一端，以增大靠近中心处的焊接面积。
7.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述步骤s1预处理还形成向内凸出于平板部的加强部，加强部的上端面低于焊接面或与焊接面齐平，加强部的下端面高于平板部的下板面。
8.根据权利要求7所述的焊接方法，其特征在于，所述加强部为至少两个弧形加强筋，且各弧形加强筋间隔均布在以电池底盖中心为圆心的同一圆周上，各焊接部的一端和各弧形加强筋在同一圆周上交错布置。
9.根据权利要求5-8任一项所述的焊接方法，其特征在于，所述步骤s1预处理还形成位于焊接部旁侧用于定位焊接部的参照部，焊接参照部向内凸出于平板部，且参照部的上端面低于焊接部的上端面；所述步骤s1预处理后焊接部的背面粗糙度ra为4-9㎛，rz为6-15㎛。
10.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述壳体的底盖和筒体相互匹配，同为圆形或正多边形。
